近场ISAC多用户安全通信波束设计

来源：电子与信息学报杂志2025年第11期北京时间：

作者：邓志祥, 张志威

单位：1.河海大学海上智能网信技术教育部重点实验室 常州 2132512.河海大学信息科学与工程学院 常州 213251

摘要：该文研究了近场通感一体化系统(ISAC)中多用户安全波束设计问题，其中多个单天线通信用户和一个雷达感知目标都位于发射机的近场区域内，雷达目标作为潜在窃听者，可能从联合波束中获取通信信息。为保证系统通信安全性和感知精度，该文以多用户可达安全和速率最大化为目标、以基站发射功率和感知性能为约束条件，构建了通信信号与雷达感知信号波束形成向量的联合优化模型。其中，雷达感知信号间兼具双重功能：一方面作为人工噪声，干扰窃听者对合法通信用户信息的解码；另一方面用于实现对目标的感知，其感知性能通过克拉美罗界(CRB)进行量化。为解决该多变量的非凸优化问题，该文提出了基于半正定松弛(SDR)和加权最小均方误差(WMMSE)的优化算法求解该优化问题。仿真结果表明近场模型所提供的距离自由度，以及引入人工噪声信号，能够为多用户ISAC通信安全带来性能增益。

关键词：近场通信, 通感一体化, 物理层安全, 加权最小均方误差

基金资助：河南省重点研发专项(251111220700)